II. Круговорот воды
II. Круговорот воды
Недалеко от неровной западной окраины континента проходит широкий поток воды. В противоположность атлантическому Гольфстриму, он движется с севера на юг, к тому же он холодный. Можно сказать, что эта полоса воды начинается на дальнем севере Тихого океана, ниже Алеутских островов, но так же верно и то, что у нее нет ни точного начала, ни конца. Этот огромный поток шириной почти в 600 километров известен под именем Калифорнийского течения и является частью океанической круговой системы течений, которые двигаются в северном полушарии по часовой стрелке.
Наблюдателю из космоса, ошеломленному видом быстро вращающейся Земли с ее причудливо меняющимся облачным покровом и сезонными цветовыми поясами, эта глобальная картина циркуляции океана показалась бы удивительно стабильной. В продолжение по крайней мере нескольких тысячелетий крупные системы течений в океанах являли собой пример постоянства и точности. Для нашего наблюдателя, снаряженного прибором, воспринимающим инфракрасные лучи, поверхность Земли, разные участки которой имеют различную температуру, предстала бы в виде яркой цветной мозаики. Но его внимание привлекло бы занимающее всю поверхность океана образование, вид которого неизбежно вызвал бы ассоциацию с живым организмом: отчетливое, как в анатомическом атласе, объемное изображение циркуляционной системы живой планеты.
Вдоль берегов континентов, образующих западные границы океанских бассейнов, движутся самые большие потоки воды на Земле, объединенные под одним названием "западные пограничные течения". Это такие течения, как Гольфстрим в Атлантике и Куросио, или Японское течение, в северозападной части Тихого океана. К северу от Японии Куросио становится шире и изгибается по направлению к Северной Америке. Ответвление этого потока в конце концов достигает Тихоокеанского побережья Аляски, благодаря чему многие его порты, как, например, Валдиз, весь год свободны ото льда. Однако большая часть этого субарктического потока, рожденного Куросио, поворачивает на юг и становится Калифорнийским течением, которое господствует над северо-восточным краем этого величайшего из океанов.
Довольно хорошо изолированные друг от друга штилевой полосой, тянущейся вдоль экватора, гигантские круговороты ветра и воды в северном и южном полушариях стремятся сохранить свою самостоятельность. К югу от Калифорнийского полуострова Калифорнийское течение начинает поворачивать на запад, и его воды вскоре попадают под воздействие зоны северо-восточных пассатов в сотни километров шириной.
У этой системы ветров и потоков воды есть двойник к югу от экватора, и, таким образом, западные пограничные течения пополняются прошедшей по двум гигантским кругам водой, чему в большой степени способствуют пассаты обоих полушарий.
Большие западные реки океанов, стремящиеся к полюсам планеты, отклоняются, однако, от своего курса встающими на их пути берегами континентов. Но еще более важную роль играет едва заметное влияние вращения Земли, заставляющее воды в северном полушарии отклоняться вправо, то есть двигаться по часовой стрелке, а в южном полушарии — влево, против часовой стрелки. В результате возникает зеркальная картина циркуляции вод океана севернее и южнее экватора.
Механизм влияния, которое оказывает вращение Земли на систему океанских течений, по-видимому, заключается в том, что она, поворачиваясь, как бы постоянно уходит из-под движущегося по ее поверхности объекта. Это явление называется эффектом, или силой, Кориолиса, по имени французского математика, впервые описавшего это не ощущаемое, но мощное влияние. Как будто невидимая рука или магнит заставляют объекты сворачивать с прямой дороги на изогнутые тропинки. Этой силе противостоит сила трения, и поэтому сила Кориолиса более заметна в воздухе и на воде, чем на суше. Отклоняющее влияние вращения Земли сильнее всего проявляется вблизи полюсов, постепенно ослабевая в более низких широтах, а на экваторе оно отсутствует. Существуют даже занимательные анекдоты о заблудившихся полярных исследователях, блуждающих по кругу. Однако артиллеристы, летчики и астронавты, птицы и рыбы должны учитывать в своей деятельности силу Кориолиса, иначе они не попадут в цель или не доберутся до места назначения — если путь длинный, отклонение может составить сотни километров.
Незаметные силы планетарного эффекта Кориолиса можно смоделировать и сильно увеличить, на небольших вращающихся системах, по своим масштабам более доступных человеческому восприятию. Хорошее представление об этом эффекте можно получить, попытавшись провести линию при помощи поверочной линейки на вращающемся диске фонографа. Еще лучше принять участие в игре в мяч на каруселях. Когда один игрок, находящийся на такой вращающейся поверхности, бросает мяч своему партнеру, ясно видно, что мяч летит между ними по плавной кривой. Представим себе, что карусель, вращающаяся против часовой стрелки, — это северное полушарие (если смотреть со стороны Северного полюса). Участник игры, бросивший мяч, увидит, как он изменил направление, полетев по часовой стрелке, то есть направо от игрока, который должен поймать мяч. Играть в мяч на карусели, вращающейся по часовой стрелке (представляющей южное полушарие, если смотреть со стороны Южного полюса), так же трудно, но мяч отклонится влево. Как это ни странно, наблюдатель, стоящий рядом с каруселями, не увидит никакого отклонения, ему будет казаться, что мяч летит прямо. Таким же довольно таинственным образом сила Кориолиса перестает обнаруживаться, если наблюдать за движением Земли с неподвижного пункта в космосе. Но реальность всегда уклончива, ибо астрономы тут же укажут, что и в великой вращающейся галактике, несущей нашу солнечную систему на одной из своих вытянутых в разреженное пространство рук, за пределами нашего опыта, также проявляется сила Кориолиса, только более высокого порядка.
В море самые большие течения, или круговороты, подчиняющиеся силе Кориолиса, целиком охватывают океанические бассейны и связывают самые отдаленные континенты. В течение всей истории Земли течения играли роль широких дорог для расселения живых существ, служили миграционными путями, указывали путь к великим открытиям. По ним путешествуют рыбы, семена, сплавной лес, плоты и прочие плавучие предметы, неся на себе перепуганных животных и полных решимости людей.
Описанная схема движения вод в океане, вероятно, была важным фактором, определяющим успехи и неудачи древних навигаторов. Маршрут Колумба на юг к Новому Свету, по сути дела, представлял собой путь наименьшего сопротивления, так как пролегал по Северо-Атлантическому кольцу. Колумб двигался на юг по Канарскому течению, которое медленно поворачивает по часовой стрелке, соединяясь с идущим на запад Северным Экваториальным течением в поясе пассатов. Недавно Тур Хейердал в своей экспедиции на «Ра» шел почти по этому же пути. Хейердал, по-видимому, овладел практическим опытом примитивного использования течений в большей степени, чем любой другой исследователь на протяжении последних веков. В своей более ранней экспедиции на «Кон-Тики» он и его смелые товарищи проплыли более 7000 километров. Они начали свое путешествие в течении Гумбольдта недалеко от Перу, а затем повернули на запад, в просторы центральной части тропического района Тихого океана.
Некоторые антропологи высказали предположение, что индейцы с северо-запада Тихого океана достигали Гавайских островов на своих мореходных каноэ. Вероятнее всего, их маршруты определялись небольшими кольцевыми течениями, связанными с Калифорнийским течением на широте Мексики. Но эти течения часто бывают слабыми и ненадежными, и большинство таких экспедиций (если они действительно предпринимались) находили свой печальный конец в пустынных просторах восточной части Тихого океана.
Удивительно, что в разных местах вдоль Тихоокеанского побережья обеих Америк, от Британской Колумбии до Эквадора, были найдены остатки материальной культуры, имеющей сходство с китайской. Большинство этих находок, по самым приблизительным данным, относятся к ранним векам нашей эры. Археологи думают, что это следы нескольких волн беженцев, покинувших страну по религиозным мотивам, которые отправились на прочных судах, чтобы найти себе новое пристанище. Вначале они вошли в Куросио и, должно быть, не одну сотню дней плыли по большому кругу в северной части Тихого океана, прежде чем Калифорнийское течение принесло их к берегам Америки.
Бесспорно, величайшими океанскими путешественниками были полинезийцы, пришедшие из Азии. В период европейского средневековья эти «викинги восходящего солнца» распространились по всей Океании наперекор ветрам и течениям. За несколько сот лет полинезийцы заселили большую часть островов в центральном и западном районах Тихого океана, многие из которых это крошечные точки суши затерянные в океане.
К тому времени, когда этих вод достигли европейцы, ветры и течения, с которыми нужно считаться, вероятно, уже хорошо были известны исследователям. Сэр Фрэнсис Дрейк и капитан Джеймс Кук, должно быть, прекрасно знали Калифорнийское течение, но в старинных картах таких путешествий, полных восторженных описаний островов и континентов, часто опускались подробности, относящиеся к этим круговым морским дорогам, соединяющим дальние страны. Возможно, что великие капитаны защищали свои профессиональные интересы и репутацию, а может быть, просто как истинные мореплаватели они помалкивали о таких делах, которые не касались „сухопутных моряков".
Великие морские течения являются главным механизмом, регулирующим температуру на Земле. Большое количество солнечного тепла, получаемого экваториальными районами, уносится к полюсам океанскими течениями, которые к тому же направляют туда и огромные массы воздуха. Течения — творцы климата, им обязаны своим существованием и обильно поливаемые дождями леса в высоких широтах, и безводные прибрежные пустыни. К Тихоокеанскому побережью Америки Калифорнийское течение приходит, уже отдав изрядную долю тепла на дальнем севере. Этот поток холодной воды оказывает унифицирующее влияние на большую часть западного побережья Северной Америки и одновременно создает морскую экологию, совершенно не похожую на ту, которая характерна для Атлантического шельфа. Здесь заметно стерты биогеографические различия между отдельными районами, которые так резко очерчены на восточном побережье. Другие особенности, различающие эти два побережья, являются следствием комбинированного влияния течений и топографии. Тихоокеанская прибрежная зона, ширина которой иногда достигает нескольких сот километров, характеризуется относительно высокой продуктивностью, так как Калифорнийское течение несет огромный и постоянный поток органических веществ из плодородных северных районов Тихого океана. На Атлантическом побережье главный вклад в плодородие прибрежных участков вносят реки, а Гольфстрим по сравнению с Калифорнийским течением стерилен. У Тихоокеанского побережья происходят апвеллинги — подъемы глубинных вод, доставляющие к поверхности питательные вещества. На восточном побережье этого практически не бывает.
Неся холодную воду на юг, Калифорнийское течение одновременно осушает воздух. Оно принимает в себя влагу, приносимую морскими ветрами, дующими в направлении Южной Калифорнии и Калифорнийского полуострова. Именно сухой, мягкий климат ответствен за явление второго порядка: огромную концентрацию населения в районе между Санта-Барбара и Сан-Диего.
Таким образом, ясно, что во многих отношениях взаимодействие относительно круто уходящей в море окраины континента с Калифорнийским течением определяет уникальность этого района. Геологические особенности и закономерности перемещения огромных масс воды — лишь внешнее проявление его своеобразия. Биологические процессы, протекающие у Тихоокеанского побережья, также неповторимы и больше нигде не встречаются у берегов Северной Америки.